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DE10156577A1 - Antimikrobielles, entzündungshemmendes, wundheilendes und desinfizierendes Glas und dessen Verwendung - Google Patents

Antimikrobielles, entzündungshemmendes, wundheilendes und desinfizierendes Glas und dessen Verwendung

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Publication number
DE10156577A1
DE10156577A1 DE10156577A DE10156577A DE10156577A1 DE 10156577 A1 DE10156577 A1 DE 10156577A1 DE 10156577 A DE10156577 A DE 10156577A DE 10156577 A DE10156577 A DE 10156577A DE 10156577 A1 DE10156577 A1 DE 10156577A1
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DE
Germany
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inflammatory
antimicrobial
disinfectant
glass powder
powder according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10156577A
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English (en)
Inventor
Joerg Hinrich Fechner
Jose Zimmer
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Schott AG
Original Assignee
Schott Glaswerke AG
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Publication date
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Priority to US10/487,187 priority patent/US7709027B2/en
Priority to DE50207515T priority patent/DE50207515D1/de
Priority to JP2003523165A priority patent/JP2005501113A/ja
Priority to AT02772168T priority patent/ATE332879T1/de
Priority to PCT/EP2002/009217 priority patent/WO2003018498A1/de
Priority to DE10293767.2T priority patent/DE10293767B4/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein antimikrobielles, entzündungshemmendes und desinfizierend wirkendes Glas, wobei das Glas umfaßt: DOLLAR A 30-95 Gew.-% SiO¶2¶ DOLLAR A 0-40 Gew.-% Na¶2¶O DOLLAR A 0-40 Gew.-% K¶2¶O DOLLAR A 0-40 Gew.-% Li¶2¶O DOLLAR A 0-35 Gew.-% CaO DOLLAR A 0-10 Gew.-% MgO DOLLAR A 0-10 Gew.% Al¶2¶O¶3¶ DOLLAR A 0-15 Gew.-% P¶2¶O¶5¶ DOLLAR A 0-5 Gew.-% B¶2¶O¶3¶ DOLLAR A 0-10 Gew.-% NaF DOLLAR A 0-10 Gew.-% LiF DOLLAR A 0-10 Gew.-% KF DOLLAR A 0-10 Gew.-% CaF¶2¶ DOLLAR A 0-5 Gew.-% Ag¶2¶O DOLLAR A 0-10 Gew.-% MgF¶2¶ DOLLAR A 0-2 Gew.-% Fe¶2¶O¶3¶ DOLLAR A 0-10 Gew.-% XJ¶y¶, DOLLAR A wobei X Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ag, Zn und y = 1 oder y = 2 ist und DOLLAR A wobei die Summe aus XJ¶y¶ > 10 ppm ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein antimikrobielles, entzündungshemmendes, wundheilendes und desinfizierendes Glas sowie ein Glaspulver umfassend ein derartiges Glas.
  • Gläser, die Jod oder allgemein Halogenide für eine biologische oder medizinische Applikation umfassen, sind aus nachfolgenden Schriften bekannt:
    DE 39 39 831
    JP 9114 6436
    US 5 807 641
  • Die DE 39 39 831 zeigt ein kristalliertes Glas oder eine Glaskeramik und insbesondere ein biokompatibles Glas oder eine biokompatible Glaskeramik, das bzw. die zur Reparatur eines beschädigten oder zerstörten Teils eines Zahnes brauchbar ist. Zur Farbgebung sieht die DE 39 39 831 die Verwendung eines Färbemittels, wie beispielsweise eines Edelmetallhalogenides, vor. Die Halogenide werden aber nicht näher beschrieben.
  • Aus der US 5 807 641 ist eine antibakterielle und antifungizide Glaszusammensetzung für Keramikprodukte, wie beispielsweise Sanitärmaterialien bekanntgeworden, wobei die Materialien ein Silberhalogenid umfassen können. Die in der US 5 807 641 beschriebenen Gläser finden insbesondere als Glasur Verwendung.
  • Aus der JP-A-91146436 ist ein mikrobizides Glas zur Behandlung von Wasser oder zur Vernichtung von Algen und Mikroorganismen in Wasser bekanntgeworden. Das Glas gemäß der JP-A-91146436 umfaßt Halogenide als Rohmaterial.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glas bereitzustellen, das selbst antimikrobielle und entzündungshemmende Wirkung besitzt und durch Zusatz von Jodid im Glas dessen desinfizierende Wirkung synergetisch nutzt.
  • Die Aufgabe wird durch jodidhaltige Glaszusammensetzungen gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Jod bzw. Jodid besitzt eine antimikrobielle Wirkung, die im medizinischen Bereich schon seit langer Zeit ausgenutzt wird. Eine Jod-Tinktur ist eine klare, braunrote Flüssigkeit, die aus 2,5 Tl. Jod, 2,5 Tl. Kaliumjodid, 28,5 Tl. Wasser sowie 66,5 Tl. Alkohol (90%) besteht.
  • Durch geringe Gehalte an Jodid im Glas eignet sich diese Erfindung hervorragend zur Nahrungsergänzung. Höher mit Jodid dotierte Gläser zeigen eine deutliche antimikrobielle Wirkung sowie desinfizierende und entzündungshemmende bzw. wundheilende Eigenschaften, wobei diese Wirkung synergistisch die Einzelwirkungen des Glases sowie der Jodid-Ionen übersteigt.
  • Das Glas enthält SiO2 als Netzwerkbildner zw. 30-80 Gew.-%. Bei niedrigeren Konzentrationen nimmt die hydrolytische Beständigkeit stark ab, so daß das Mahlen in wässrigen Medien nicht mehr ohne signifikante Auflösung des Glases gewährleistet ist. Bei höheren Werten kann die Kristallisationsstabilität abnehmen und die Verarbeitungstemperatur wird deutlich erhöht, so daß sich die Schmelz- und Heißformgebungseigenschaften verschlechtern.
  • Na2O wird als Flußmittel beim Schmelzen des Glases eingesetzt. Bei Gesamtkonzentrationen kleiner 5% wird das Schmelzverhalten negativ beeinflußt. Außerdem wirkt der notwendige Mechanismus des Ionenaustausches nicht mehr hinreichend, um eine antibakterielle Wirkung zu erzielen. Bei höheren Konzentrationen als 40 Gew.-% ist eine Verschlechterung der chemischen Resistenz bzw. hydrolytischen Beständigkeit insbesondere in Verbindung einer Abnahme des SiO2-Anteils zu beobachten.
  • P2O5 ist ein Netzwerkbildner und kann die Kristallisationsstabilität erhöhen. Die Konzentrationen sollten nicht oberhalb von 15 Gew.-% liegen, da ansonsten die chemische Beständigkeit des Silicatglases zu stark abnimmt. P2O5 verbessert die Oberflächenreaktivität der Gläser.
  • B2O3 ist ein Netzwerkbildner und erhöht die chemische Beständigkeit. Durch Variation der Gehalte kann die Reaktivität des Glases und damit die Wirkung gesteuert werden.
  • CaO verbessert die chemische Beständigkeit insbesondere im leicht alkalischen Bereich und ist daher notwendig, um eine Auflösung des Glases in wässrigen Medien zu verhindern. Außerdem trägt es zum Ionenaustausch gegen H+ bei.
  • MgO verbessert die chemische Beständigkeit insbesondere im leicht alkalischen Bereich und ist daher notwendig, um eine Auflösung des Glases in wässrigen Medien zu verhindern. Weiterhin trägt es zum Ionenaustausch mit H+ bei.
  • K2O- und Li2O-Zugaben begünstigen die Austauschbarkeit des Natriums bzw. Kalium, und Lithium kann selber gegen H+-Ionen ausgetauscht werden.
  • Die Menge an Al2O3 kann zur Erhöhung der Kristallisationsstabilität bis zu maximal 10 Gew.-% hinzugegeben werden.
  • Fluorid kann zur Erzielung einer synergistischen Verstärkung der Wirkung mit Jodid zugesetzt werden.
  • Das erfindungsgemäße Glas kann in großtechnischen Maßstab mit Standardverfahren hergestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Glas 30-60 Gew-% SiO2, 2-40 Gew-% Na2O, 5-40 Gew-% CaO, 1-15 Gew-% P2O5 sowie XJy > 100 ppm, wobei X, Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ag, Zn und y = 1 oder y = 2 ist.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform enthält 30-60 Gew-% SiO2, 5-35 Gew-%, Na2O, 2-10 Gew-% P2O5 sowie XJy > 100 ppm, wobei X, Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ag, Zn und y = 1 oder y = 2 ist. Zur Erzielung einer desinfizierenden Wirkung liegt die Menge XJy > 500 ppm, insbesondere > 1 Gew-% besonders bevorzugt > 2 Gew-%.
  • In der Nahrungsergänzung sowie bei Anwendung innerhalb des menschlichen Körpers sind Gehalte von XJy von 10 ppm bis 1 Gew-%, insbesondere 10 ppm bis 500 ppm, besonders bevorzugt Gehalte 10 ppm bis 250 ppm.
  • Die Gläser gemäß der Erfindung können auch in Pulverform erhalten und Produkten zugesetzt werden. Daher sind die Gläser vorteilhafterweise für Mahlungen in unterschiedlichen Mahlmedien, zum Beispiel Wasser, geeignet, d. h. das Glas weist eine hinreichende hydrolytische Beständigkeit auf.
  • Neben der Herstellung über ein Schmelzverfahren sind auch alternative Herstellungsverfahren über die Sol-Gel- oder Reaktionssinter-Route denkbar.
  • Durch einen Mahlprozeß können Partikelgrößen < 100 µm erhalten werden. Als zweckmäßig haben sich Partikelgrößen < 50 µm bzw. 20 µm erwiesen. Besonders geeignet sind Partikelgrößen < 10 µm sowie kleiner 5 µm. Als ganz besonders geeignet haben sich Partikelgrößen < 1 µm herausgestellt.
  • Der Mahlprozeß kann sowohl trocken als auch mit wässrigen und nichtwässrigen Mahlmedien durchgeführt werden.
  • Mischungen verschiedener Glaspulver aus dem Zusammensetzungsbereich mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Korngrößen sind möglich, um bestimmte Effekte zu kombinieren.
  • Die innerhalb des beanspruchten Zusammensetzungsbereiches liegenden Gläser erfüllen alle Anforderungen bezüglich eines Einsatzes in den Bereichen Papierhygiene, Kosmetik, Farben, Lacken, Putzen, Medizinprodukten, kosmetischen Anwendungen, Nahrungsmittelzusatz sowie Verwendung in Deoprodukten beispielsweise Deodorants und Anti- Transpiranten.
  • Das Glas kann in jeder geeigneten Form einschließlich der genannten Pulverform eingesetzt werden. Mischungen unterschiedlicher Glaspulver aus dem Zusammensetzungsbereich mit unterschiedlichen Zusammensetzungen sind ebenfalls möglich. Die Mischung mit anderen Glaspulvern ist ebenfalls möglich, um bestimmte Effekte zu kombinieren.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben werden.
    • Ausführungsbeispiele
  • Aus den Rohstoffen Wurde ein Glas erschmolzen, das anschließend zu Ribbons geformt wurde. Diese Robbons wurden mittels Trockenmahlung zu Pulver mit einer Partikelgröße d50 = 4 µm weiterverarbeitet.
  • In Tabelle 1 werden Zusammensetzungen (Synthesewerte) [Gew.-%] und Eigenschaften von erfindungsgemäßen Gläsern angegeben. Tabelle 1 Zusammensetzungen von Gläsern

  • Die antibakterielle Wirkung der Pulver nach Europ. Pharmakopoe (3. Auflage) wird für Ausführungsbeispiel 1 in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Antibakterielle Wirkung von Ausführungsbeispiel 1 nach europäischem Pharmakopoe (Keimbelastungstest)

  • Die erfindungsgemäßen antimikrobiell, entzündungshemmenden, wundheilend und desinfizierend wirkenden Gläser bzw. Glaspulver können als Nahrungsmittelzusatz, in kosmetischen Produkten, Deoprodukten, in Medizinprodukten, Kunststoffen und Polymeren, Papierhygiene, in Farben, Lacken sowie Putz- und Reinigungsmitteln eingesetzt werden. Ionlässigkeit Ausführungsbeispiel 1 in Wasser (nach 24 h)

Claims (22)

1. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glas, wobei das Glas umfaßt:
30-95 Gew.-% SiO2
0-40 Gew.-% Na2O
0-40 Gew.-% K2O
0-40 Gew.-% Li2O
0-35 Gew.-% CaO
0-10 Gew.-% MgO
0-10 Gew.-% Al2O3
0-15 Gew.-% P2O5
0-5 Gew.-% B2O3
0-10 Gew.-% NaF
0-10 Gew.-% LiF
0-10 Gew.-% KF
0-10 Gew.-% CaF2
0-5 Gew.-% Ag2O
0-10 Gew.-% MgF2
0-2 Gew.-% Fe2O3
0-10 Gew.-% XJy,
wobei X Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ag, Zn und y = 1
oder y = 2 ist und
wobei die Summe aus XJy > 10 ppm ist.
2. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glas gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe Na2O + K2O + Li2O2 > 5 Gew.% ist.
3. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glas, nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Glas umfaßt:
30-95 Gew.-% SiO2
0-40 Gew.-% Na2O
0-40 Gew.-% K2O
0-40 Gew.-% Li2O
0-35 Gew.-% CaO
0-10 Gew.-% MgO
0-10 Gew.-% Al2O3
0-15 Gew.-% P2O5
0-5 Gew.-% B2O3
0-10 Gew.-% NaF
0-10 Gew.-% LiF
0-10 Gew.-% KF
0-10 Gew.-% CaF2
0-10 Gew.-% MgF2
0-10 Gew.-% NaJ
0-10 Gew.-% LiJ
0-10 Gew.-% KJ
0-10 Gew.-% CaJ2
0-5 Gew.-% Ag2O
0-10 Gew.-% MgJ2
0-1 Gew.-% Fe2O3
0-5 Gew.-% AgJ
wobei die Summe aus NaJ + LiJ + KJ + CaJ2 + MgJ2 + AgJ2 > 10 ppm und die Summe Na2O + K2O + Li2O ≥ 5 Gew.-% ist.
4. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glaspulver ein Glas einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 umfaßt.
5. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Glaspartikel ≤ 100 µm ist.
6. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Partikel ≤ 20 µm, insbesondere ≤ 10 µm ist.
7. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Glaspartikel < 5 µm ist.
8. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Glaspartikel < 1 µm ist.
9. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 als konservierender Lebensmittelzusatz und zur Nahrungsergänzung.
10. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung in Kosmetikprodukten.
11. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung in Deoprodukten.
12. Antimikrobiell, entzündungshemmendes und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4-8 zur Verwendung in Antitranspirationsmittel bzw. Anti-Transpirantien.
13. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung in Farben und Lacken.
14. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung in medizinischen Produkten und Präparaten.
15. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung in Kunststoffen und Polymeren.
16. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung in der Papierhygiene.
17. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung in Reinigungsmitteln.
18. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung im medizinischen Bereich.
19. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung im medizinischen Bereich, insbesondere in der Wundversorgung.
20. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung im dentalmedizinischen Bereich.
21. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung im dentalmedizinischen Bereich als antimikrobieller und desinfizierender Zusatz in Mitteln zur Zahnpflege.
22. Antimikrobiell, entzündungshemmend und desinfizierend wirkendes Glaspulver nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Verwendung im dentalmedizinischen Bereich als entzündungshemmender Zusatz in Mitteln zur Zahnpflege zur Vermeidung von Zahnfleischbluten.
DE10156577A 2001-08-22 2001-11-20 Antimikrobielles, entzündungshemmendes, wundheilendes und desinfizierendes Glas und dessen Verwendung Withdrawn DE10156577A1 (de)

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